2. lecke. Az APA elektromechanikus kormányberendezés szabályzástechnikája és működése

Az elektromechanikus kormányberendezés szabályzási folyamatainak és működésének a megismerése

A hallgató legyen képes
- felsorolásból kiválasztani, mit értünk nyomatékkövető szabályozáson,
- lerajzolni az elektromechanikus kormányrendszer szabályzási blokkdiagramját!
- felsorolásból kiválasztani az elektromechanikus kormány szabályozó rendszerének bemeneti jellemzőit,
- elmagyarázni, hogyan változik a rásegítés mértéke a járműsebesség függvényében,
- ábra alapján elmagyarázni az elektromechanikus kormányrendszer rásegítésének működését,
- ábra alapján megnevezni a rásegítő rendszer működésének elemit és tényezőit,
- felsorolni a villamos rásegítés szolgáltatásait,
- az egyes jármű menetállapotokhoz párosítani a jármű és a rásegítés jellemzőit.

A tananyag elsajátításához körülbelül 60 percre lesz szüksége.

- nyomatékkövető szabályzás,
- rásegítés igény sebességfüggése,
- aktív egyenesbe állítás,
- gyorsítási félrehúzás korrekciója,
- automatikus parkolási asszisztens.

Tevékenység:

1. ábra Az elektromechanikus kormányrendszer szabályzási sémája
- Jegyezze meg a nyomatékkövető szabályzás lényegét!
- Az 1. ábra alapján tanulja meg lerajzolni az elektromechanikus kormányrendszer szabályzási sémáját!
- ha a kormánykereket nehéz forgatni (pl. kis járműsebességnél), akkor nagy a rásegítés,
- ha a kormánykereket könnyű forgatni (pl. nagy járműsebességnél), akkor kicsi, illetve nincs rásegítés.

1. ábra Az elektromechanikus kormányrendszer szabályzási sémája
Tevékenység:
nevezze meg a szabályzási rendszer elemeit magyarul!

2. ábra Az elektromechanikus kormányzás szabályzási rendszer elemei
(A kép nagyobb változatát itt találja!)
nevezze meg a szabályzási rendszer elemeit magyarul!

2. ábra Az elektromechanikus kormányzás szabályzási rendszer elemei
(A kép nagyobb változatát itt találja!)
Tevékenység:
jegyezze meg a szabályozó rendszer bemeneti jellemzőit!
A szabályozó rendszer bemeneti jellemzői:
Tevékenység:
jegyezze meg, hogy miért csökken a rásegítés, ha a sebesség nő, és miért növekszik a rásegítés, ha a terhelés nő!
A rásegítés mértéke sebességfüggő. A rásegítés a jármű sebesség növekedésével csökken (3. ábra), mert a nagy sebességnél a könnyen elmozdítható kormánykerék balesetveszélyt okoz. A sebesség jelet az ABS elektronika adja a kormányszabályzó elektronika részére.
Ha a jármű terhelése növekszik, akkor a kerekeket nehezebb elfordítani (az útfelület és a gumiabroncs közötti nagyobb súrlódás miatt), ezért járművezetőnek is nehezebb elfordítani a kormánykereket. Emiatt nő ebben az esetben a rásegítés mértéke. A 3. ábrán a folytonos vonal terhelt járműre, a szaggatott vonal a normál járműállapotra vonatkozik.

3. ábra A rásegítés (Elektromotormoment) változása a
kormányzási kézi nyomaték (Lenkmoment) függvényében
forrás: VWSSP

4. ábra A rásegítés működése
forrás: VWSSP
(A kép nagyobb változatát itt találja!)
jegyezze meg a szabályozó rendszer bemeneti jellemzőit!
A szabályozó rendszer bemeneti jellemzői:
- a kormánykerék szöghelyzete,
- a (járművezető által kifejtett) kézi nyomaték,
- a jármű sebessége,
- a jármű belsőégésű motorjának fordulatszáma,
Tevékenység:
jegyezze meg, hogy miért csökken a rásegítés, ha a sebesség nő, és miért növekszik a rásegítés, ha a terhelés nő!
A rásegítés mértéke sebességfüggő. A rásegítés a jármű sebesség növekedésével csökken (3. ábra), mert a nagy sebességnél a könnyen elmozdítható kormánykerék balesetveszélyt okoz. A sebesség jelet az ABS elektronika adja a kormányszabályzó elektronika részére.
Ha a jármű terhelése növekszik, akkor a kerekeket nehezebb elfordítani (az útfelület és a gumiabroncs közötti nagyobb súrlódás miatt), ezért járművezetőnek is nehezebb elfordítani a kormánykereket. Emiatt nő ebben az esetben a rásegítés mértéke. A 3. ábrán a folytonos vonal terhelt járműre, a szaggatott vonal a normál járműállapotra vonatkozik.

3. ábra A rásegítés (Elektromotormoment) változása a
kormányzási kézi nyomaték (Lenkmoment) függvényében
forrás: VWSSP
A kormányszabályzó elektronika egy kormányoszlop és egy kormánygép elektronikus szabályzó egységből áll. A nyomaték szabályzást a kormánygép elektronikus egység végzi. A szögjeladó a kormánykerék szögelfordulását, a forgatási irányt adja meg a kormány oszlop elektronikus egységnek.
Az elektronikus egységek közötti kommunikáció CAN-BUS rendszeren történik.
Tevékenység:
Az elektronikus egységek közötti kommunikáció CAN-BUS rendszeren történik.
Tevékenység:
- A 4. ábra alapján magyarázza el a rásegítés működését!
- Nevezze meg a számmal jelölt szerkezeteket, illetve értékeket!

4. ábra A rásegítés működése
forrás: VWSSP
(A kép nagyobb változatát itt találja!)
- kormánykerék elfordításának nyomatéka
- nyomatékjel
- kormányszög jel
- motorvezérlő áram
- motor nyomaték
- kormányorsó nyomaték, motor rásegítő nyomaték

Ezeket a szolgáltatásokat a mechatronikai rendszer teszi lehetővé.
Tevékenység:
Járműsebesség kicsi, motor fordulatszám kicsi, a kormány elfordítási szög nagy: a szabályzó elektronika a motor számára nagy áramot vezérel ki, nagy rásegítés, könnyű kormányzás (kék görbék)
Kanyarmenet kis járműsebességnél (városban)
A járműsebesség kicsi vagy közepes, a motor fordulatszám közepes, a kormány elfordítási szög közepes: a szabályzó elektronika a motor számára közepes áramot vezérel ki, a rásegítés közepes, könnyű kormányzás, de nem annyira, mint parkolásnál. (piros és sárga görbék)
Aktív egyenesbe állítás
Kikormányzott helyzetben, elengedett kormánykeréknél, amikor a szükségesnél kisebb a visszatérítő nyomaték, a jármű sebesség és kerékre ható kormányzási ellenállás kiértékelése alapján az elektronika a motort egyenes állásba hajtással forgatja, a kormányzott futómű gyorsan egyenesbe áll.
Az aktív egyenesbe állítás (a kormány nem követő módon, maga avatkozik be) hozadéka, hogy a megváltozott visszatérítő nyomatékra is képes hatékonyan reagálni a szabályzó rendszer: pl. ha gumiabroncsot váltunk, vagy tartósan félre húzna a kormány akkor a rendszer az aktív egyenesbe állítást a korábbiaknak megfelelően gyorsan megvalósítja, anélkül, hogy a vezető megterhelően érezné a változást (nem kell állandóan korrigálni).
Gyorsítási félrehúzás korrekciója
A különböző hosszúságú féltengelyeknél fellépő különböző törésszög miatti nyomaték különbség miatt az autó nagyobb vonóerő (emelkedő, gyorsítás) esetén félre húz. Ezt az elektromos rásegítő kompenzálja, a kormánykerék egyenesben tartása esetén a futóművet aktívan egyenesben tartja.
Automatikus parkolás-asszisztens
A rendszer bekapcsolása után a gépkocsivezetőnek nem kell kormányoznia a parkolási manőver alatt, a kormánygép aktívan helyére kormányozza az autót, az autóban lévő helyzet-jeladók jeleit felhasználva.
Tevékenység:
- Jegyezze meg, hogy milyen járulékos szolgáltatásokra képes a szabályozott elektromechanikus kormány rásegítés!
- Jegyezze meg, hogy az egyes esetekben mik a jármű jellemzői (sebesség, motor-fordulatszám, a kormány elfordítási szöge), és mekkora a rásegítés mértéke!
Járműsebesség kicsi, motor fordulatszám kicsi, a kormány elfordítási szög nagy: a szabályzó elektronika a motor számára nagy áramot vezérel ki, nagy rásegítés, könnyű kormányzás (kék görbék)
Kanyarmenet kis járműsebességnél (városban)
A járműsebesség kicsi vagy közepes, a motor fordulatszám közepes, a kormány elfordítási szög közepes: a szabályzó elektronika a motor számára közepes áramot vezérel ki, a rásegítés közepes, könnyű kormányzás, de nem annyira, mint parkolásnál. (piros és sárga görbék)
Aktív egyenesbe állítás
Kikormányzott helyzetben, elengedett kormánykeréknél, amikor a szükségesnél kisebb a visszatérítő nyomaték, a jármű sebesség és kerékre ható kormányzási ellenállás kiértékelése alapján az elektronika a motort egyenes állásba hajtással forgatja, a kormányzott futómű gyorsan egyenesbe áll.
Az aktív egyenesbe állítás (a kormány nem követő módon, maga avatkozik be) hozadéka, hogy a megváltozott visszatérítő nyomatékra is képes hatékonyan reagálni a szabályzó rendszer: pl. ha gumiabroncsot váltunk, vagy tartósan félre húzna a kormány akkor a rendszer az aktív egyenesbe állítást a korábbiaknak megfelelően gyorsan megvalósítja, anélkül, hogy a vezető megterhelően érezné a változást (nem kell állandóan korrigálni).
Gyorsítási félrehúzás korrekciója
A különböző hosszúságú féltengelyeknél fellépő különböző törésszög miatti nyomaték különbség miatt az autó nagyobb vonóerő (emelkedő, gyorsítás) esetén félre húz. Ezt az elektromos rásegítő kompenzálja, a kormánykerék egyenesben tartása esetén a futóművet aktívan egyenesben tartja.
Automatikus parkolás-asszisztens
A rendszer bekapcsolása után a gépkocsivezetőnek nem kell kormányoznia a parkolási manőver alatt, a kormánygép aktívan helyére kormányozza az autót, az autóban lévő helyzet-jeladók jeleit felhasználva.

1. Jelölje meg, mit értünk nyomatékkövető szabályozáson!
A rásegítés biztosítja, hogy kormánykerék elfordításához mindig ugyanakkor nyomatékra legyen szükség. | |
A rásegítés mindig ugyanakkora nyomatékot hoz létre, amekkora a kormánykerék elfordításához szükséges. | |
A kormánykerék elfordításához szükséges nyomatékkal arányos a rásegítés mértéke. | |
A rásegítés által létrehozott nyomaték mindig ugyanakkora, mint a vezető által a kormánykerékre kifejtett nyomaték.
| |

2. Rajzolja le az elektromechanikus kormányrendszer szabályzási blokkdiagramját!

3. Jelölje meg, melyek az elektromechanikus kormány szabályozó rendszerének bemeneti jellemzői!
A kormánykerék szöghelyzete. | |
A kormányzott kerék szögelfordulása. | |
A kézi nyomaték. | |
A jármű sebessége. | |
A rásegítő villanymotor fordulatszáma. | |
A rásegítő villanymotor nyomatéka.
| |

4. Fogalmazza meg, hogyan változik a sebesség függvényében a rásegítés mértéke? Indokolja a választ!

5. Az alábbi ábra alapján oldja meg a feladatokat!


a.) Magyarázza el a rásegítés működését!
b.) Írja be az egyes megnevezések mögötti mezőbe az ábra megfelelő számát!
Nyomatékjel:
Motor rásegítő nyomaték:
Motorvezérlő áram:
Kormánykerék elfordításának nyomatéka:
Motor nyomaték:
Kormányszög jel:

6. Sorolja fel a villamos rásegítés szolgáltatásait!

7. Jelölje meg, melyik menetállapotra igazak az alábbi jellemzők: járműsebesség kicsi, motor fordulatszám kicsi, a kormány elfordítási szög nagy, a rásegítő nyomaték nagy.
Kanyarodás kis sebességnél. | |
Parkolás. | |
Aktív egyenesbe állás. | |
Gyorsítási félrehúzás korrekciója.
| |

8. Jelölje meg, melyik menetállapotra igazak az alábbi jellemzők: a különböző hosszúságú féltengelyeken fellépő nyomatékkülönbséget a rásegítő kompenzálja.
Kanyarodás kis sebességnél. | |
Parkolás. | |
Aktív egyenesbe állás. | |
Gyorsítási félrehúzás korrekciója.
| |